用鋼減量化趨勢---鋼材強度增加，厚度減薄下游行業(yè)鋼減量化的市場趨向。在'低碳'壓力下，用鋼標準將會提高，'減量化'用鋼將成為趨勢。建筑、汽車、家電、集裝箱、工程機械等用鋼行業(yè)都提出了'十二五'節(jié)約使用鋼材的高強度、耐腐蝕、輕量化、長壽命、可回收性等用鋼減量化要求，必將影響鋼材數(shù)量增加，影響鋼材質量提升。鋼筋混凝土建筑需要更高強度級別的鋼材。在1.3億噸的建筑鋼筋中，60%是屈服強度小于335MPa的Ⅰ級鋼、Ⅱ級鋼筋，推廣大于400MPa的熱軋鋼筋可減少消費鋼筋1000萬噸左右。20年7月1日起實施GB50010-2010《混凝土結構設計規(guī)范》，要求優(yōu)先使用400MPa級鋼筋，積極推廣500MPa級鋼筋，用HPB300光圓鋼筋取代HPB235光圓鋼筋，逐步減少使用335MPa級鋼筋并最終取消該品種。汽車高強鋼板使用比例將進一步提高。目前，汽車鋼板的強度由之前的200～300MPa級提高至強度為500～1000MPa級，大幅度地提高了汽車用鋼的強度水平。未來強度高于590MPa級別的超高強鋼比例將進一步提高，將逐漸與國際接軌。集裝箱用鋼趨向于輕量化、減薄化，在減輕重量的同時也擴大了集裝箱有效容積率。集裝箱用薄板比例將大幅增加。此外，為了適應不同貨物運輸?shù)男枰?，保溫集裝箱、罐式集裝箱、臺架式集裝箱和動物集裝箱等專用集裝箱應運而生并發(fā)展迅速，這些需求的變化，對鋼材材質和耐蝕性能提出了更高的要求，雙相不銹鋼、耐低溫(-60℃)低合金結構鋼需求量增加。家電用鋼新特點是家電用鋼趨向輕量化、美觀化、節(jié)能化。隨著家電產(chǎn)品的升級換代，家電產(chǎn)品中具有高表面要求的涂裝鋼板、不銹鋼板、鍍鋁鋅板、寬幅板材等板材、散熱性等新功能鋼板的比例增加，對高牌號電工鋼、高強度鋼板、熱軋酸洗板、環(huán)保后處理鋼板等需求快速增加。鋼材綜合性能要求---耐磨性、耐沖擊性、耐疲勞性、低溫韌性、耐腐蝕性耐腐蝕、耐候鋼材將得到更多的應用。與普通碳鋼相比，耐腐蝕、耐候鋼的耐腐蝕性能提高了2~8倍，因而具有壽命長、節(jié)省資源和減少能源消耗等優(yōu)點，廣泛應用于集裝箱、鐵路機車車輛、橋梁建筑、海洋工程和石化設備等行業(yè)。目前，高層建筑及鋼結構的發(fā)展、跨海橋梁的建設、海洋采油平臺裝備和超臨界、超超臨界火力發(fā)電機組的發(fā)展以及石油化工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級對耐候、耐蝕鋼抗腐蝕性能的要求不斷提高。'十二五'期間，研發(fā)和生產(chǎn)高性能、低成本的耐候、耐蝕鋼，開拓新的應用領域，擴大使用量，將成為鋼鐵行業(yè)品種結構優(yōu)化的主要任務之一。除了傳統(tǒng)的集裝箱、鐵路機車車輛和橋梁建筑等行業(yè)使用耐候鋼、耐蝕鋼外，一些新的領域也開始采用耐候耐蝕鋼，如造船行業(yè)。對于特殊要求工程機械板，一些工程機械板除要求一般的強度、剛度、焊接性能外，還應具有耐磨性、耐沖擊性、耐疲勞性、低溫韌性、耐腐蝕性，特殊要求工程機械板是今后發(fā)展的重點品種。建筑---鋼結構用鋼材生產(chǎn)與使用的新要求。從安全性和性分析，要求高韌性、低屈強比。從改善加工性考慮，要求降低碳當量和裂紋敏感系數(shù)，同時還具有一定的抗層狀撕裂能力。從耐久性和安全性考慮，要求有耐蝕性、耐候性、耐火性和抗震性。船舶---綠色環(huán)保對鋼材新要求。新日鐵和日本__郵船合作，在率先開發(fā)出油輪油倉底面用高耐蝕性厚鋼板并實用化。這是為防止漏油事故的油倉底面腐蝕而開發(fā)的鋼板，是提高船舶安全性和保護地球環(huán)境的鋼板。該鋼板的耐腐蝕性約為普通厚鋼板的5倍，不必進行防腐蝕涂裝，所以不需使用涂料和有機溶劑，使船舶成為環(huán)境友好型船舶。石油---惡劣地質條件、新工藝對鋼材新要求。重點發(fā)展的高端產(chǎn)品：性能更好的X80鋼級焊管、X90和更高鋼級焊管、滿足-45℃低溫韌性要求的高強度鋼管、抗大變形管線鋼及焊管、深海油氣管道鋼管、酸性服役鋼管等。橋梁用鋼---高性能鋼材。與以往相比，從進一步提高對橋梁鋼要求的強度、斷裂韌性、焊接性、耐蝕性以及加工性能的角度出發(fā)，將各項性能提高到范圍的材料，這就是'高性能鋼材BHS'。機械---產(chǎn)品升級對鋼材的要求。在傳統(tǒng)裝備制造業(yè)，工程機械用鋼向高強度、高耐磨性、特種性能鋼材發(fā)展;風電設備要提高軸承鋼壽命，這就要求提高軸承鋼的純凈度(減少夾雜物);重型機械用鍛件要解決機加工能力和熱處理水平;通用機械用鋼要向易切削鋼、非調質鋼、銀亮鋼材等品種發(fā)展。
根據(jù)美國金屬建筑行業(yè)分布的數(shù)據(jù)顯示，美國的建筑用金屬年銷售額增長加快，目前已經(jīng)超過25億美元，年加工量也已經(jīng)達到200萬噸以上。在我國，鋼在建筑中主要用于建筑鋼結構，鋼筋混凝土用鋼筋，鋼絞線，鋼絲，門窗等，而其中鋼結構用鋼只占10％左右，在我國1億噸的鋼產(chǎn)量中，真正用于鋼結構的僅有200萬噸～300萬噸。美國鋼結構建筑的主要市場分布是工業(yè)（生產(chǎn)用廠房、倉庫及輔助設施等）、商業(yè)（商場、旅館、展覽館、醫(yī)院、辦公大樓等）、社區(qū)（私有及公有社區(qū)活動中心及建筑如學校、體育館、圖書館、教堂等）、綜合等方面，分別占到46％、31％、14％和9％的份額。低層建筑中采用鋼結構是很普遍的。所謂低層建筑是指層高低于18米，層數(shù)不超過5層的工業(yè)廠房、倉庫、辦公室及其他的辦公和社區(qū)建筑等，其中兩層以下的非居住用樓房建筑占70％。輕鋼建筑在一些發(fā)達國家已被廣泛應用于工廠、倉庫、體育館、展覽館、超市等建筑。所謂輕鋼是指以彩鋼板作為屋面和墻面，以薄壁型鋼做檁條和圈梁，以焊接"H"型截面物做主梁，現(xiàn)場用螺栓或焊接拼接的門式鋼架為主要結構的一種建筑，再配以零件、扣件、門窗等形成比較完善的建筑體系，即輕鋼結構體系。這種體系由工廠制作，現(xiàn)場按要求拼裝形成，具有自重輕、建設周期短、適應性強、外表美觀、造價低、易維護等特點。高層及超高層鋼結構由于人類文化生活不斷提高，對高層、大跨度建筑的要求也就越來越高。而鋼結構本身具備自重輕，強度高，施工快等獨特優(yōu)點，因此對高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度，采用鋼結構更是非常理想。目前世界上最高，最大的結構采用的都是鋼結構，而歷屆奧運會的場館也多采用鋼結構。世界上目前已經(jīng)建成的幾個純鋼結構建筑為目前世界上最高的超高層建筑。它們分別是1931年建成的102層、高381米的美國紐約帝國大廈，1969年建成的110層、高417米的美國紐約世界貿易中心（南北兩座），1970年建成的110層、高443米的美國芝加哥西爾斯大廈，1996年建成的高450米的馬來西亞雙塔石油大廈等。巨型鋼結構為高層或超高層建筑的一種嶄新體系，它是為了滿足特殊功能或綜合功能而產(chǎn)生的。它具有良好的建筑適應性和潛在的高效結構性能，是一種很有發(fā)展的結構。大跨度鋼結構多用于多功能體育場館、會議展覽中心、博覽館、候機廳、飛機庫等。最早跨度最大的平板網(wǎng)架是上世紀60年代美國洛杉磯加利福尼亞大學體育館。最大的雙層網(wǎng)殼是上世紀70年代在美國建造的休斯敦宇宙穹頂及新奧爾良超級穹頂。上世紀90年代在日本名古屋又興建了當今世界上最大跨度的單層網(wǎng)殼，建筑直徑229.6米，結構直徑187.2米，采用三向網(wǎng)格，節(jié)點為能承受軸力和彎矩的剛性節(jié)點。世界上最大的室內體育館是美國1996年奧運會的主體育館亞特蘭大體育館（擬橢圓形平面，186米×235米），采用的是張拉整體體系的屋蓋，主要由索、桿、膜組成，是當今最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N新型空間結構。1993年日本建成的福岡體育館，直徑222米，是當今最大的開合鋼結構屋頂，而使1989年建成的加拿大多倫多天空穹頂（直徑203米）降為世界第二跨度最大的開合結構。超過300米的屋蓋結構全部使用鋼板和型鋼組成，并不是最優(yōu)方案，近年來研究較為成功的是雜交（混合）結構，即桿、索、膜混合使用。最為典型的例子是世紀之交的千年穹頂，該館位于英國倫敦泰晤士河南岸格林尼治，是當今世界跨度最大的屋蓋，穹頂酷像飛碟，直徑320米。從理論角度講，跨度再大的結構也是有可能實現(xiàn)的，在現(xiàn)實當中能否實現(xiàn)還有待于深入研究，但在橋梁方面，1000米左右跨度已經(jīng)實現(xiàn)，世界上跨度最大的斜拉索橋為日本的多多羅大橋（全長為890米），最大的懸索橋為日本的名石大橋（全長為1991米），公路鐵路兩用最大跨度橋為香港的青馬大橋（全長為1377米）。世界最早的雙曲拋物面懸索屋蓋是著名的美國雷里競技館。另外，歷屆奧運會、博覽會等都可以顯示鋼結構的發(fā)展水平。如1972年德國慕尼黑（覆蓋7.48萬平方米體育場的索網(wǎng)建筑群），1976年加拿大蒙特利爾，1980年莫斯科，1984年美國洛杉磯，1988年韓國漢城（120米直徑體操館及93米直徑擊劍館都是索穹頂），1992年西班牙巴塞羅那圣喬地體育館（128米），1996年美國亞特蘭大佐治亞穹頂（186米×235米索穹頂），2000年澳大利亞悉尼主體育場。機場和機庫都屬于大跨度結構，在工程中基本上也都采用鋼結構。如英國倫敦希思羅機庫（一期、二期）應是規(guī)模比較大的工程。而我國近年來建成的首都機庫采用三層斜放四角錐網(wǎng)格、焊接球節(jié)點平板網(wǎng)架，其跨度規(guī)模之大，在國際上是數(shù)一數(shù)二的。機場的鋼結構屋蓋由于建筑上的要求比較高，更是絢麗多彩。香港機場、馬來西亞機場都采用大面積單體網(wǎng)殼形式。目前，國際上以及我國都在流行一種波浪形曲面，樹狀支承以及直接交會的相貫節(jié)點的立體桁架體系，看起來雄壯而美觀。我國深圳機場、首都機場、上海浦東機場就是典型的例子。
力學性能試驗焊接接頭的力學性能試驗主要包括以下四種方法。①拉伸試驗。拉伸試驗不僅可以測定焊縫的強度和塑性。同時還可以發(fā)現(xiàn)斷口處的缺陷。并能驗證所用焊材和施工工藝的正確與否。②彎曲試驗彎曲試驗是用來檢驗焊接接頭的塑性，可以反映出接頭各區(qū)域的塑性差別。暴露焊接缺陷和考核熔合線的結合質量。③沖擊試驗沖擊試驗用以考核焊縫余屬和焊接接頭的沖擊韌性和缺口敏感性。④硬度試驗硬度試驗可以測定焊縫和熱影響區(qū)的硬度。還可以間接估算出材料的強度。用以比較出焊接接頭各區(qū)域的性能差別及熱影響區(qū)的淬硬傾向。（2）折斷面檢驗.為了保證焊縫在剖面處斷開?？深A先在焊縫表面沿焊縫方向刻一條溝槽。槽深約為厚度的1/3。然后用拉力機或錘子將試件折斷。在折斷面上能發(fā)現(xiàn)各種內部肉眼可見的焊接缺陷，如氣孔、夾渣、未焊透和裂縫等;還可以判斷斷口是韌性破壞還是脆性破壞。焊縫折斷面檢驗具有簡單、迅速、易行和不需要特殊儀器和設備的優(yōu)點?？稍谏a(chǎn)和安裝現(xiàn)場廣泛采用。（3）鉆孔檢驗對焊縫進行局部鉆孔檢查?？蓹z查焊縫內部的氣孔、夾渣、未焊透和裂紋等缺陷。（4）金相組織檢驗焊接金相檢驗主要是研究、觀察焊接熱過程所造成的金相組織變化和微觀缺陷。金相檢驗可分為宏觀金相檢驗和微觀金相檢驗。金相檢驗的方法是在焊接試板(工件)上截取試樣，經(jīng)打磨、拋光、浸蝕等步驟。然后在金相顯微鏡下進行觀察。必要時可把典型的金相組織攝制成金相照片。以供分析研究。通過金相檢驗可以了解焊縫結晶的粗細程度、溶池形狀及尺寸、焊接接頭各區(qū)域的缺陷情況。
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